Диагностика функциональных состояний

Категория:
Эргономика


Диагностика функциональных состояний

Субъективные и объективные признаки состояния весьма многообразны и их выраженность зависит как от особенностей человека, так и от характера выполняемой работы.

Субъективные признаки.

Появляется чувство нежелания работать, стремление переключиться на более простые формы деятельности и т. п. Для крайних фаз и особенно для переутомления характерно появление мотива ненависти к работе, иногда с переориентацией объекта ненависти или на орудие труда или на окружающих членов коллектива.

По мере продолжения работы, даже при наличии фазы компенсации, и особенно при последующих фазах, как правило, возникает чувство усталости. Появляются боли, чувство онемения в конечностях, мышцах шеи, шум в голове, давление в висках, возникает головная боль и ряд зрительных нарушений. При выраженных явлениях утомления возникают, ощущения перебоев в сердце, нехватки воздуха.

Объективные признаки состояния. При любом виде утомления детальное исследование может выявить изменение в характере функционирования любой системы организма, начиная от сердечно-сосудистой, двигательной и центральной нервной системы и кончая такими, казалось бы, не связанными с непосредственной работой системами, как пищеварительная и выделительная. Такое многообразие изменений отражает закономерности функционирования организма как единого целого и включает непосредственные реакции обеспечения функциональной нагрузки, компенсаторные реакции, комбинационные.

Однако все эти изменения не возникают одновременно и не развиваются в одном и том же направлении. Некоторые авторы, фиксируя при утомлении изменение частоты пульса и кровяного давления, указывают, что эти изменения происходят всего лишь у 40—60% обследуемых лиц. Другие авторы отмечают, что у разных лиц эти показатели изменяются в разных направлениях. Динамика этих функций определяется рядом закономерностей, и, лишь обнаружив эти закономерности, мы сможем не только понять ход развития утомления, но и дать правильную оценку состоянию человека и активно воздействовать на развивающееся утомление.

Эти закономерности связаны с тем, что изменения возникают в первую очередь в тех органах и системах, которые непосредственно обеспечивают выполнение работы. При физической работе это мышечная система и двигательный анализатор, при зрительной — зрительный анализатор, при работе телефонистов—слуховой. Одновременно с этим изменения появляются в тех системах, которые обеспечивают функционирование этих основных систем—в дыхательной и сердечнососудистой.

Изменения в других системах, не связанных непосредственно с обеспечением выполнения приемов работы, при утомлении имеют принципиально иной характер и являются либо вторичными, имеющими общий, неспецифический характер, либо имеют регуляторное или компенсаторное значение, т. е. направлены на сбалансирование функционального состояния организма.

Сложные функции деятельности специалиста редко осуществляются при преимущественной нагрузке только какой-либо одной системы органов. Большая нагрузка при любом виде деятельности падает на зрительный и слуховой анализаторы. Изменения этих анализаторов могут возникать и вторично в связи с изменением характера функционирования центральной нервной системы. В свою очередь, изменение состояния анализаторов может повлиять на характер выполнения работы и тем самым ускорить развитие утомления.

Изменение функционального состояния афферентных систем проявляется прежде всего в чувствительности органов чувств. В ранних исследованиях неоднократно отмечались факты снижения тактильной и слуховой чувствительности при умственном утомлении. В ряде работ констатируется снижение различных видов зрительной чувствительности при утомлении. Изучались такие показатели, как острота зрения, чувствительность периферического зрения, время устойчивости ясного видения и цветоразличения. Авторы большинства работ, в которых констатируется снижение чувствительности органов чувств при утомлении, не ставили перед собой задачи нахождения количественных показателей, а лишь отмечали самый факт снижения чувствительности. В отдельных работах можно найти сообщения о том, что чувствительность снижалась до 20—40% по сравнению с исходным уровнем.

Довольно Часто измерялась чувствительность глаза при воздействии электрических раздражителей в разных условиях, вызывающих утомление. Снижение чувствительности (изменение порога ощущения света при пропускании электрического тока через глаз) отмечено у школьников после занятий, у радистов после дежурства, у операторов на суммирующих машинах. Снижение чувствительности, согласно данным некоторых из перечисленных исследований, наблюдается в размерах от 15 до 70% исходного уровня.

Широкое применение при оценке умственного утомления нашел такой показатель, как критическая частота слияния мелькающих раздражителей (КЧМ). При этом применялись электрические раздражители глаза (критическая частота слияния фосфена — КЧФ), световые и звуковые раздражители. Величина изменения этих показателей, указанная в некоторых исследованиях, колеблется в пределах 0,5—10 (для КЧМ и КЧФ) и 10—40 (для звуковых раздражений в секунду).

Наблюдающееся при утомлении уменьшение частоты слияния мельканий означает, что происходит замедление во времени каждого цикла возбуждения, в результате чего каждое следующее возбуждение попадает на след, оставшийся от предыдущего, и интервал между раздражениями не воспринимается.

О скорости возникновения возбуждения свидетельствует такой показатель, как хронаксия. В состоянии утомления наблюдается удлинение адекватной оптической хронаксии, электрической хронаксии Лаза, а также хронаксии мышц.

О скорости прекращения возбуждения, о длительности следа, остающегося после прекращения действия раздражителя, можно судить, в частности, по длительности зрительных последовательных образов. В литературе есть данные также и об увеличении длительности зрительных последовательных образов при утомлении.

Признаки изменения состояния ряда структур центральной нервной системы могут быть обнаружены также в увеличении длительности латентных периодов двигательных реакций на световые и звуковые раздражители. Удлинение латентных периодов отмечено у школьников после занятий, у диспетчеров на железной дороге, у операторов-вычислителей, у телефонисток, у летчиков.

Распространение в последние годы ЭЭГ-методики позволило получить еще ряд показателей утомления: удлинение времени восстановления альфа-ритма после засвета, падение напряжения альфа-ритма, увеличение числа как быстрых, так и медленных волн в ЭЭГ, а также увеличение коэффициента усвоения мозгом мелькающих световых раздражений.

Какие же показатели должны выбираться исследователем при изучении процесса развития утомления в тех системах, которые были признаны при анализе основными для выполнения работы? Для анализа физиологических реакций используются десятки и сотни различных показателей и методик. Конечно, все методики невозможно применить в конкретном случае. Решая этот вопрос, необходимо исходить из двух основных положений.

Первое заключается в том, чтобы выбранный показатель отражал наиболее полно функциональное состояние исследуемой системы, т. е. чтобы он был адекватен той работе, которую должна выполнять эта система. Этот метод не должен быть слишком грубым, способным уловить изменения лишь тогда, когда они будут слишком явно выражены, в противном случае мы рискуем просмотреть, не уловить начальных явлений утомления, не сможем проследить за его динамикой. В то же время избранный метод не должен быть и слишком чувствительным, чтобы не принять небольшие функциональные колебания за явления утомления.

Второе основное положение связано с тем, чтобы любая система весьма многогранна в проявлении своей деятельности, в своих свойствах. При развитии явлений утомления различные свойства системы изменяются по-разному. Так, исследуя работу зрительного анализатора, можно изучить остроту зрения, контрастную чувствительность абсолютные и дифференциальные пороги световой и цветовой чувствительности, зрачковый рефлекс, аккомодацию, мышечный баланс, частоту слияния световых мельканий и т. п.

Определить наиболее важную сторону деятельности системы не так просто. И*сходя из общих положений теории утомления, утомление прежде всего связано с изменением состояния центральной нервной системы. Казалось бы, можно в любом случае исследовать только динамику основных нервных процессов в центральной нервной системе, изучить взаимоотношение возбуждения и торможения в коре и надсегментарных отделах мозга. Однако это не так. Дело в том, что в центральной нервной системе характер такого взаимоотношения чрезвычайно сложен и определяется наличной функциональной мозаикой. Мы можем при одном и том же состоянии утомления получить различные, противоположные по своему значению данные в зависимости от того, как мы исследуем центральную нервную систему. Результаты исследования связаны: а) с сигнальным значением применяемого раздражителя или системы раздражителей; б) с функциональным состоянием той афферентной системы, на которую подается раздражитель; в) с биологическим значением и ролью того органа, по реакции которого мы судим о состоянии центральной нервной системы, и с целым рядом других факторов.

Так, если исследовать для изучения состояния центральной нервной системы совокупность пищевых и оборонительных рефлексов, то при ряде воздействий результаты оказываются противоположными или несовместимыми во времени. Такие же различия наблюдаются, если исследовать центральную нервную систему с помощью индифферентных раздражителей, которым в процессе опыта придается условное значение, и раздражителей, которые, помимо сигнального действия, характеризуются еще и большим непосредственным действием на организм (например, свет и болевой раздражитель).

Если применять систему раздражителей, адресованных к функционально и территориально различным отделам коры головного мозга, то здесь наиболее выраженные изменения возникают в тех отделах, которые функционально связаны с системой, наиболее активно участвующей в осуществлении работы, т. е. в этом случае мы вновь приходим к необходимости выбора наиболее важной функции системы.

Как же выбрать эту систему и ту сторону ее работы, которую необходимо положить в основу изучения процесса утомления? Для этого необходимо прежде всего исходить из психофизиологического анализа того вида деятельности, который мы изучаем.

Следует отметить разнообразие видов деятельности, на основании изучения которых устанавливались перечисленные закономерности. Сюда относится деятельность стенографисток, телефонисток, радистов, диспетчеров, операторов и т. д. Весьма вероятно, что для одних видов деятельности могут оказаться наиболее значительными одни показатели, для других — другие.

Кроме того, разные виды деятельности отличаются также и по тем требованиям, которые предъявляются к личности работающего, по степени ответственности за качество выполнения работы и связанного с этим нервного напряжения. Можно думать, например, что нервное напряжение диспетчера, от правильности и безошибочности работы которого зависит жизнь людей, больше, чем корректора и телефонистки.

В некоторых видах деятельности, в силу особых условий, могут быть получены даже некоторые противоречащие установленным закономерностям результаты. Так, при изучении утомления у диспетчеров были получены следующие результаты. После дежурства у диспетчеров обнаружено удлинение периода восстановления альфа-периодов двигательных реакций на световые раздражители. Все эти изменения свидетельствуют об утомлении. Наряду с этим у тех же диспетчеров зарегистрировано стойкое повышение слуховой чувствительности. Последний результат как бы противоречит общей тенденции к снижению чувствительности сенсорной сферы коры при утомлении (наличие утомления у исследуемых лиц не вызывало сомнения). Это объясняется спецификой работы диспетчера, которая протекает в очень напряженной обстановке. Напряжение создается ограниченностью времени для принятия ответственных решений, от которых зависит безопасность многих-людей. При этом информацию о том, что происходит на участке, диспетчер получает по селектору, т. е. на слух, и свои распоряжения отдает также устно; хронометрически установлено,‘что на переговоры уходит значительная часть времени дежурства диспетчера.

Тацим образом, вряд ли следует стремиться к установлению единых для всех видов деятельности критериев утомления. Правильнее устанавливать критерии применительно к каждому виду деятельности, опираясь на точный анализ всех условий этой деятельности.

Диагностика состояний. На основе описанных признаков различных состояний оператора должна быть построена рациональная система их диагностики. Исходя из целей диагностики и контроля состояния (надежности) системы, нормирования работы оператора и параметров обитаемости, регламентации времени отдыха, контроля тренировки и обучения, экспериментальной оценки и испытаний системы в период государственных испытаний и т. д., можно выделить шесть задач, решаемых диагностикой состояния:
1. Определить готовность человека к предстоящей деятельности.
2. Зарегистрировать момент изменения состояния.
3. Найти переход в стадию динамического рассогласования.
4. Определить способность оператора выполнять работу при заданном уровне деятельности.
5. Определить переход оператора в определенное заранее состояние.
6. Сравнить состояние человека до и после выполнения определенной деятельности или действия.

Различие этих задач определяет и уровень решаемой проблемы. На одном уровне задачей является контроль наличного состояния и определение момента перехода его в другое состояние (иногда даже независимо от знака реакции), не диагностируя это новое состояние, т. е. основной задачей здесь является дифференциация изменения от сдвига.

На другом уровне диагностируется переход в иное состояние отрицательного знака при различных заданных уровнях. И,, наконец, возможна задача точных определений состояния. Следует подчеркнуть еще раз, что практически важным является не столько возможность зафиксировать то или иное состояние, сколько прогнозировать его появление.

Несомненно, наиболее сложной является проблема поиска критериев, которая до сих пор не решена положительно. Даже в таком вопросе, как диагностика состояний утомления, несмотря на большую предысторию, имеется много различных предложений, методик, по которым разные авторы имеют резко противоположные мнения. Основой диагностики состояния, как это и сделано в определении, является интегральная оценка ряда функций.

Какие же правила существуют для выбора изучаемых функций? Следуя разработанной нами схеме, все функции организма условно делятся на две группы — базовые и специфические функции.

Под базовыми понимаются такие функции, которые, даже не участвуя непосредственно в рабочем процессе, обеспечивают уровень изменения специфических рабочих реакций и характеризуют общую направленность регуляторных процессов в организме. В первую очередь это ряд вегетативных функций, некоторые биохимические и даже морфологические показатели, а также ряд электрофизиологических явлений. При некоторых состояниях, например физическом утомлении, сочетание изменений этих функций само по себе может служить достаточным для диагностики, но, как правило, корреляция уровня деятельности с состоянием указанных функций весьма мала. Их состояние более прогностично для определения наличных резервов организма и позволяет предсказывать скорость последующего изменения рабо-. чей деятельности.

Промежуточное место между этими и следующими функциями занимает ряд показателей ЭЭГ, постоянный потенциал и такие общие психологические характеристики, как внимание, бодрствование и др. В одних видах деятельности они имеют специфическое значение, а в других относятся к базовым функциям,

Специфические функции включают все те физиологические и психологические функции и качества, которые непосредственно связаны с данным видом деятельности. Перечень этих функций достаточно четко определяется из анализа алгоритма работы оператора и информационной модели, с которой он работает.

Однако определение такого перечня еще не решает проблему выбора. Дело в том, что функции характеризуются различной устойчивостью, причем динамика одних функций может быть компенсирована динамикой других. Основываясь на очень устойчивой функции (например, острота зрения), мы рискуем пропустить состояние; опираясь на лабильные, зашумленные функции, можно обнаружить изменение состояния при наличии лишь сдвига (например, КЧСМ).

Поэтому выбор функции из полученного при анализе деятельности перечня определяется не степенью важности, а степенью устойчивости функции. Подытоживая сказанное, можно выделить как самостоятельную проблему определения информативности показателя.

Проблема регистрации функции не является простой даже при современном развитии техники. Она должна удовлетворять по крайней мере трем условиям: на заданном уровне точности определять изменения регистрируемого показателя (сюда относятся вопросы помехоустойчивости, временной задержки, амплитудных и фазовых искажений и т. п.), не отвлекать субъекта от выполнения непосредственной работы и не вызывать непроизвольного изменения функционального состояния.

Наконец, остается одна из ключевых проблем: каким образом извлечь максимум необходимой информации из тех показателей функционального состояния, которые получаются при изучении состояний, т. е. проблема математического аппарата и общих правил поиска и определения признаков, приемов и методов самой диагностики.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум